WiFi语音部署和应用

　　通过接入点WLAN网络把语音信号传输到VoIP网关，由网关设备完成和外线的互通，内部呼叫由语音服务器寻址。这是WiFi语音的基本业务流程，这种方式使得传统内部办公和外线电话的功能都可在WiFi手机中实现，客户只需要增加语音网关、语音服务器系统等设备，就可为其WLAN热点提供VoWLAN应用，实现数据通信与语音通信的高效结合。

　　图1 WiFi语音的基本业务流程

　　WiFi语音的优势主要体现在以下三个方面：

　　l 大大降低通话费用

　　节省企业高额电话费是VoIP能够得到推广的最大因素，在移动通话成为主流，并且手机通话费用居高不下的今天，WiFi语音部署对降低企业的费用更有意义。据统计，在一个典型的企业内部，30%左右的员工使用手机作为主要的通讯工具。平均来看，无线通讯费用已经超过固定电话通话费用。就无线通话的比例，22-40%的通话是发生在办公室内。

　　当企业建立了WiFi语音网络后就继承了VoIP的优点，内部的语音通讯完全可以通过网络实现。员工进入WiFi语音覆盖的办公区域后，自动切换到VOIP通话，大大节约企业的话费开销。

　　l 使用方便，摆脱对固定座机的依赖。

　　使用方便则是对VoIP功能的提升。WiFi语音基于WLAN，即所有语音通讯都可以实现“无线”，语音通讯设备也从传统的类似与固定电话的VoIP电话机转变为类似于手机的VoIP手机。用户就可以实现拿着WiFi语音手机在企业内部任何一个地方随意通话。这是以前有线网络中VoIP无法实现的。

　　l 轻松扩展增值业务

　　WiFi语音基于SIP的通讯协议架构可灵活支持视频电话，短信等增值业务。在WLAN网络部署完毕后，只需叠加相应的语音业务系统，WiFi语音就可平滑支持，从而充分利用已有的网络资源。并可以依托WiFi语音终端挖掘无线定位、对讲、短信、视频电话等增值业务。

　　WiFi语音运营模式

　　1. 企业自建的WiFi语音组网方案

　　对大企业来说，企业组建自己的WLAN接入网，通过租用运营商的线路或采用VPN技术实现总部-分支互连。企业通过建立自己的语音业务系统，为内部的VoIP终端提供服务，VoIP号码可以采用内部号码，由企业进行统一管理。一般需要在各地放置PBX设备来和本地PSTN网络互通。由于企业控制了语音业务系统，就可以自行、有针对性地开发所需的VoIP增值业务，如短信、视频会议、即时通信等。

　　图2 企业WiFi语音方案

　　l 具体的部署方案参考如下：

　　企业内部部署SIP 语音服务器，DHCP服务器和语音网关，以及无线AP和无线控制器等设备，并拥有和PSTN互连的链路资源。具备这些资源后，企业内部即可开展WiFi语音业务。

　　¡ 企业可分配2个SSID，一个供办公上网，另一个可用来开展WiFi语音业务。两个SSID在内部网络上映射为不同的VLAN，进行业务标识。

　　¡ WiFi手机采用DHCP获取IP地址，电话号码资源由企业自行分配或采用WiFi手机和运营商分配的PSTN号码1:1绑定的方式，内部通过电话短号互通，拨打外线通过VG网关实现。

　　¡ WiFi手机通过网络注册到语音服务器上，语音服务器采用SIP鉴权机制，只允许通过SIP认证的合法终端接入。

　　¡ 对无线空口，采用WEP或WPA-PSK加密，保障数据和信令交互报文的空口安全。网络侧采用MAC地址认证方式，防止非法终端接入。

　　l 内部运营方案

　　此种组网方案可应用在校园、油田、机场、商务楼宇等场景，提供低成本的语音方案，节省内部通话费用。对学校等场所，可针对学生群体，通过出租WiFi手机开展WiFi语音的内部运营。SIP语音服务器系统支持标准的CDR话单，包含通话时长、主被叫号码、呼叫类型等信息，结合运营计费系统，可提供基于通话时长、流量、包月等灵活的运营方案。

　　图3 计费和运营

　　l 总部和分支互连WiFi语音方案

　　图4 总部和分支互连WiFi语音方案

　　对于较小的分支机构，在企业总部和分支分别部署WLAN网络，VG网关;企业总部部署无线控制器和语音服务器。分支机构的无线AP设备注册到总部，WiFi手机和VOIP终端、VG网关注册到总部的语音服务器上。企业分支拨打外线电话时，首先由总部语音服务器进行寻址，通过本地或总部的VG出局。当分支机构内部通话时，如果采用FIT AP架构，分支机构内部流量需绕行总部的无线控制器，造成带宽浪费。建议在FIT AP上开启本地转发功能，可以避免流量回绕，提高网络使用效率。

　　对较大的分支机构,无线AP部署的数量较多时(WiFi手机用户超过200部或AP超过10个)，为易于管理，可以考虑分支机构内部部署无线控制器。

　　图5 分支部署无线控制器的WiFi语音方案

　　当企业分支的VoIP终端较多时，可以在分支架设语音服务器，分支语音服务器和总部服务器建立呼叫路由。用户发起呼叫时，首先通过本地语音服务器寻址，如果找不到被叫号码，则通过呼叫路由到总部的语音服务器，由总部的语音服务器做号码路由。

　　图6 分支部署语音服务器的方案

　　2. 运营商主导的中小企业WiFi语音组网方案

　　对于较小的企业，独立开展WiFi语音业务比较困难。运营商可以针对这部分群体，借助NGN的运营平台，部署WiFi语音业务。由于WLAN设备部署成本低、建网速度快，运营商可免费为企业建设WLAN或代维代建，同时把WiFi语音作为增值业务提供给企业;或者基于企业现有WLAN系统，通过合作的方式开展WiFi语音。

　　在企业内部，WLAN手机和笔记本等WLAN终端通过WLAN AP接入到企业IP网络。企业WLAN网络分配VoIP专用SSID，接入WiFi手机，并保持网络和运营商语音平台的互通。当WiFi手机呼叫进入运营商网络后转到运营商的软交换网络系统中。WiFi语音终端设备的号码是由运营商分配的，所有的VoIP业务都由运营商来提供和控制。

　　如下图所示(图7)，企业和机构将企业网的建设交给给电信服务运营商，WiFi语音业务一般都作为数据业务的一个增值业务和数据通信业务一起提供给企业。WiFi语音电话用户可以在企业的各地、各分支部门进行漫游通信，由于都是统一注册到运营商的NGN平台，因此不需要改变号码。

　　图7 运营商主导的中小企业WiFi语音方案

　　对于全业务运营商，通过提供WiFi语音业务有利于保持其在企业市场的固话和数据业务的优势，目前虚拟运营商如Skype,GoogleTalk等模式也对固网运营商产生了强烈冲击。另外，WiFi手机是基于SIP协议的，因此，运营商通过开展比当前移动电话更为丰富的增值服务，可获得比以往更高的每用户平均收入(ARPU)值。

　　目前，WiFi手机越来越普及，运营商也可以依托NGN网络资源，通过部署在家庭，车站，码头，机场，酒店等地的无线热点开通面向公众的WiFi语音业务，降低用户的通话资费，提升用户的粘着度。

　　WiFi语音部署建议

　　针对语音报文的实时传输要求，一般建议丢包率在1%以下，这对无线信号覆盖强度提出了较高的要求。并且无线语音移动性很大，在任何可能的位置，都需要部署无线网络。同时，使用手机通话，手机距离人体很近，造成信号一定的衰减。因此，在无线语音部署时，对无线信号的要求也比一般的数据通信要高很多。

　　WiFi语音部署的目标参考：

　　l WLAN信号强度高于-65dbm，最好高于-60dbm。(一般数据通信要求信号强度只要高于-70dbm即可)。通话中最理想的状态是所有终端都以最大速率连接，可以有效地提高带宽利用率。

　　l 保持覆盖区有重叠的AP不能工作在相同信道，即部署蜂窝状的无线网络。对于802.11b/g模式，由于只有三个完全不重叠的信道，部署时建议只采用这3个信道。具体部署方案可参考下图的蜂窝状组网。

　　图8 信道划分

　　l 信号全覆盖，在人可能达到的任何地方，如楼道，电梯，洗手间等，都建议要部署WiFi网络，避免手机掉线，语音通话中断等问题。WiFi手机为节电考虑，一般设计为定期扫描信号，当从没有信号的地方返回时，手机发现无线网络并建立连接、自动完成语音注册的过程一般会长达1～5分钟，可能会影响WiFi正常使用。对洗手间，楼梯、过道等无法部署WLAN信号的区域，可以加强周边AP的功率或采用定向天线实现覆盖。

　　l AP不要安装在墙壁、立柱等内部可能含有金属的材料上，防止电磁屏蔽。

　　l 语音业务部署时，建议关闭无线控制器的自动功率调整和信道调整功能，这些功能启用可能会导致AP射频模块重启，导致语音业务会中断。

　　l 建议所有AP的发射功率相同，可以最大化地降低高功率设备对附近低功率设备的影响。为了保持较大的覆盖密度，必须降低AP的发射功率，避免同频干扰。不匹配的发射功率将会导致覆盖范围变小，单通以及其他降低通话质量的现象。

　　l 相同信道AP在同一位置的信号强度必须保持一定的差异，避免同频干扰，建议信号强度差值不能低于-19dbm。但在实际部署中，由于实际条件限制很难做到这一点。可以根据覆盖范围和发射功率的换算关系首先确定AP的安装点，然后反复调整AP的功率，进行多次测试，取最优的配置。

　　l 相同信道AP在同一位置的信号强度必须保持一定的差异，避免同频干扰，建议信号强度差值不能低于-20dbm。但在实际部署中，由于实际条件限制很难做到这一点。可以根据覆盖范围和发射功率的换算关系首先确定AP的安装点，然后反复调整AP的功率，进行多次测试，取最优的配置。

　　图9 射频环境部署

　　l干扰源

　　微波炉，蓝牙设备，无绳电话和非法AP都是潜在的干扰源。需尽量把这些干扰源排除在AP覆盖范围之内。通常可使用频谱分析仪检测这些干扰源。可以通过调整干扰设备的频段或AP的工作频段来降低干扰，

　　l 多径效应和信号失真

　　建议采用分集式天线，分集式天线可以根据无线信号接收情况自动选择好的路径进行发送和接收，降低多径效应和信号失真的影响。

　　l 802.11b/g设备最好不要混用，否则严重降低无线网络吞吐率和性能，经测试发现有一个802.11b设备接入11g网络时，系统吞吐率下降近一半。

　　WiFi语音应用

　　通过WiFi手机终端和语音系统、WLAN系统的结合，不但可以实现基本的WiFi语音通话，还可以实现不在线前转、无线定位、无线对讲、视频通话、短信等增值功能。在机场、仓储物流、校园、医院、煤矿等场景都可以广泛使用。

　　l 不在线前转

　　通过在语音系统上对WiFi手机号码和用户的手机号码一比一绑定，当用户离开WiFi覆盖区且有人进行呼叫时，语音服务器可自动把呼叫转接到用户的私人手机号码上，在实现呼叫转接的同时，还可以对用户的私人号码进行保密。

　　图10 不在线前转

　　l 无线定位

　　通过WiFi终端，结合WLAN系统和定位分析软件，可以实现用户定位。无线定位可以让管理者实时了解用户的物理位置，可以更有效的分配资源(如医院对可移动医疗仪器的调配)，或者控制访客用户的允许进入区域，还可实现煤矿井下人员定位等。

　　l SIP短信

　　标准的WiFi手机都可以实现SIP短信功能，在煤矿、油田、生产车间等比较嘈杂的场所，由于噪声造成语音通话比较困难的情况下作用显著。

　　l WiFi手机对讲

　　可通过语音服务器会议系统，模拟实现对讲功能。其过程如下：

　　Þ WiFi手机输入对讲组ID和密码，加入对讲组。

　　Þ 全双工交互式对讲，任意一方都可以发言，都可以收听。

　　Þ 加入对讲组后，能够邀请其它人加入对讲组

　　Þ 固定IP电话也能够主动加入或者被邀请加入对讲组。

　　l 即拍即传和视频回传

　　具有摄像和照相功能的WiFi手机，可以即时将影像回传到企业的专设服务器上，保持信息的及时畅通。适合新闻记者进行现场报道，城管人员现场证据，应急指挥回传事故现场画面等应用。

　　图11 WiFi语音对讲系统

　　总结

　　WiFi语音方案的技术优势在于综合了VoIP和移动电话的优势，既有VoIP的价格低廉和强大的增值功能，又有移动电话的漫游便利性。随着WLAN的迅速普及和VoIP应用的快速发展，WiFi语音应用会成为下一个应用热点，并先在企业环境中得到大规模应用和普及。

　　VoIP对传统电信业务的冲击是不可避免的。对全业务运营商而言，WLAN与3G网络的结合将推动运营商提高在移动市场的竞争力，赢得高端客户。随着FMC技术的发展和业务平台的完善，3G与WLAN融合也将最终实现从数据融合到语音融合的演进。